• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
 Введение в технологии FC и FCoE для сетевых инженеров.
 

Введение в технологии FC и FCoE для сетевых инженеров.

on

  • 1,894 views

 

Statistics

Views

Total Views
1,894
Views on SlideShare
1,894
Embed Views
0

Actions

Likes
2
Downloads
37
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

     Введение в технологии FC и FCoE для сетевых инженеров. Введение в технологии FC и FCoE для сетевых инженеров. Presentation Transcript

    • Сергей ЛобовИнженер службы технической поддержки26 октября 2012© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 1
    • © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 2
    • • Технический комитет T11 Занимается стандартизацией протоколов Fibre Channel Входит в состав Международного комитета по стандартам в сфере ИТ (International Committee for Information Technology Standards - INCITS) Ссылка: www.t11.org/index.html• Основные стандарты FC-BB-6 - Fibre Channel Backbone FC-FS-4 - Fibre Channel Framing and Signaling FC-LS-3 - Fibre Channel Link Services FC-PI-6 - Fibre Channel Physical Interfaces FC-SP-2 - Fibre Channel Security Protocols FC-SW-6 - Fibre Channel Switch Fabric Ссылка: www.t11.org/t11/docreg.nsf/draftlr© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 3
    • VIA SCSI IPv4 IPv6 SBCCS FC-4 FC-VI FCP-4 RFC4338 FC-SB-5 others FC-3 Common Services FC-LS-3 FC-2 Signaling Protocol FC-FS-4 FC-1 Transmission Protocol Transmitters and Receivers FC-0 FC-PI-6 Media© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 4
    • • FC-4 Отображения протоколов Предоставляет возможность инкапсуляции протоколов верхнего уровня (Upper Level Protocols - ULP).• FC-3 Общих служб Определяет базовые и расширенные службы для транспортного уровня.• FC-2 Кадрирование и сигнализация На этом уровне происходит разбиение данных на кадры. Определяет правила передачи данных. Описывает управление потоком.• FC-1 Кодирования Описывает процесс кодирования, контроль ошибок, определяет специальные символы.• FC-0 Физический Описывает среду передачи, передатчики и приемники сигнала.© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 5
    • • Point-to-point (точка-точка) Порты устройства соединены напрямую Передатчик одного устройства соединён с приемником второго и наоборот Для построения не требуется коммутатор TX RX RX TX© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 6
    • • Arbitrated Loop (управляемая петля) Передатчик каждого устройства соединён с приемником следующего Добавление устройства в петлю приводит к приостановке передачи данных между уже подключенными устройствами Выход из строя одного устройства может привести к отказу всей петли RX TX TX RX RX TX TX RX© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 7
    • • Fabric (коммутируемая связная архитектура) Позволяет объединять большое количество устройств Добавление устройств не влияет на передачу данных между уже подключенными устройствами Для построения требуется коммутатор Fabric© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 8
    • • N_Port (Node port) Порт устройства с поддержкой топологии Point-to-point (точка-точка) или топологии Fabric (коммутируемая связная архитектура)• NL_Port (Node Loop port) Порт устройства с поддержкой топологии Arbitrated Loop (управляемая петля)• F_Port (Fabric port) Порт коммутатора который используется для подключения портов типа N_Port• FL_Port (Fabric Loop port) Порт коммутатора который используется для подключения портов типа NL_Port© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 9
    • • E_Port Порт коммутатора который используется для соединения коммутаторов• B_Port Порт устройства выполняющего функцию преобразования трафика (Fibre Channel Bridge)• G_Port (Generic port) Порт коммутатора который может автоматически определять тип порта E_Port или F_Port• GL_Port (Generic Loop port) Порт коммутатора который может автоматически определять тип порта E_Port, F_Port и FL_Port© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 10
    • • TE port (Trunking E port) Это расширенный E_Port который поддерживает возможность передачи кадров Fibre Channel с дополнительным тегом содержащим информацию о VSAN (Virtual SAN)• NP port (proxy N port) Порт устройства работающего в режиме NPV. Используется для подключения к портам коммутаторов типа F_Port.• TF port (Trunking F port) Это расширенный F_Port который c возможностью передачи информации о VSAN . Используется для подключения устройств работающих в режиме NPV.• TNP port (Trunking NP port) Это расширенный NP_Port c возможностью передачи информации о VSAN© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 11
    • F_Port TE_Port TE_Port E_Port E_Port FL_Port F_Port F_Port NL_Port N_Port NP_Port N_Port© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 12
    • • Позволяет передавать через порт трафик нескольких VSAN кадры Fibre Channel дополняются тегом содержащим информацию о VSAN (Virtual SAN) поддерживается на портах типа E_Port и F_Port• Cisco Port Trunking Protocol (PTP) Используется при создании соединения между коммутаторами для согласования списка разрешенных VSAN и обнаружения ошибок в конфигурации портов VSAN 11 VSAN 11 11 VSAN 21 VSAN 21 21© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 13
    • • Увеличение пропускной способности Объединение нескольких физических соединений в один логический канал с большей пропускной способностью• Возможно объединение следующих типов портов E_Port и E_Port F_Port и NP_Port TE_Port и TE_Port TF_Port и TNP_Port TE_Port TE_Port© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 14
    • • Повышение отказоустойчивости Отказ одного из физических соединений не приводит к отказу логического канала Рекомендуется использовать порты расположенные на разных модулях• Аппаратная балансировка Поддерживаются два режима балансировки - Flow based (src-id/dst-id) и Exchange based (src-id/dst-id/oxid). Режим балансировки определяется на уровне VSAN. MDS-9513# show vsan 10 vsan 10 information name:VSAN10 state:active interoperability mode:default loadbalancing:src-id/dst-id/oxid operational state:up© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 15
    • • Уровень FC-2 определяет правила передачи данных На этом уровне определены кадр (Frame), пакет (Sequence) и обмен (Exchange) Пакет (sequence) состоит из одного или нескольких кадров Кадры бывают двух типов: передачи данных (Data frames) управления (Link Control frames) Набор пакетов которыми обмениваются узлы называется обменом Exchange OX_ID RX_ID sequence sequence sequence SEQ_ID frame frame frame SEQ_CNT© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 16
    • • World Wide Name (WWN) - уникальный идентификатор Встраиваются в устройство на этапе изготовления• Оригинальный формат World Wide Name (WWN) Первые 2 байта шестнадцатеричные 10:00 или 2x:xx где значение x:xx - определяется производителем Следующие 3 байта - идентификатор производителя Следующие 3 байта - определяются производителем• WWN адаптеров узлов регистрируются во время FLOGI 4 бита 12 бит 24 бита 24 бита 2 Port Identifier IEEE Organizational Unique ID (OUI) Locally Assigned Identifier© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 17
    • • Switch WWN - уникальный идентификатор коммутатора MDS-9513# show wwn switch Switch WWN is 20:00:00:0d:ec:24:f4:c0• Port WWN - уникальный идентификатор порта MDS-9513# show interface fc4/1 fc4/1 is up Hardware is Fibre Channel, SFP is 10GBASE-LR Port WWN is 20:c1:00:0d:ec:24:f4:c0 <…>© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 18
    • • FC ID - 24 битный идентификатор узла который состоит из идентификатора домена (Domain_ID) идентификатора области (Area_ID) идентификатора порта (Port_ID) 8 бит 8 бит 8 бит Domain Area Port• FC ID назначается коммутатором во время FLOGI MDS_9513# show flogi database interface fc 3/38 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- INTERFACE VSAN FCID PORT NAME NODE NAME ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- fc3/38 100 0x010423 21:00:00:04:cf:db:3e:a7 20:00:00:04:cf:db:3e:a7© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 19
    • • На основании Domain_ID производится доставка кадров Domain_ID 0x01 (1) Domain_ID 0x8d (141) VSAN 11 VSAN 11 FC ID 0x010423 Domain_ID 0x6f (111) Domain_ID 0x47 (71) FC ID 0x8d0100 VSAN 11 VSAN 11 VSAN 11 VSAN 11© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 20
    • • FSPF - протокол маршрутизации в сетях Fibre Channel. Стандартизирован техническим комитетом T11 (FC-SW6 раздел 8 )• FSPF протокол обладает следующими свойствами - доставка кадров осуществляется по нескольким маршрутам с одинаковой стоимостью (multipath routing) - маршрутизация производиться на основании Domain_ID - основан на технологии отслеживания состояния канала (link-state) - обеспечивает построение топологии без петель - в каждом VSAN исполняется свой независимый протокол FSPF - исполняется только на портах типа E_Port и TE_Port - быстрое время схождения в случае изменения топологии - использует стоимость (cost) в качестве метрики при выборе маршрута© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 21
    • • Узел определяет наличие или отсутствие коммутатора• Происходит обмен параметров между узлом и коммутатором количество B2B_Credit поддерживаемые классы обслуживания (classes of service) размер кадра значения таймаут (E_D_TOV и R_A_TOV)• Коммутатор назначает Fibre Channel ID (FCID) N_Port F_Port F_Port N_Port FLOGI FLOGI 0xFFFFFE 0xFFFFFE© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 22
    • • Выполняется между узлами, которые хотят установить соединение• Процесс похож на FLOGI• В топологии точка-точка (point-to-point) во время процесса PLOGI определяется количество буферов BB_Credit N_Port F_Port F_Port N_Port PLOGI© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 23
    • • NPV позволяет уменьшить количество идентификаторов домена (Domain_ID) Коммутатор работающий в режиме NPV выполняет FLOGI FLOGI серверов конвертируются коммутатором NPV в FDISC (Discover F_Port Service Parameters) FC ID назначаются серверам вышестоящим (upstream) коммутатором N_Port F_Port NP_Port F_Port F_Port Сервер приложений Сервер приложений Сервер приложений N_Port Сервер приложений FLOGI NPV NPIV Сервер приложений FLOGI FDISC© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 24
    • • NPIV позволяет назначать несколько FC ID устройствам подключенным к одному порту N_Port Первый FC ID назначается в ответ на FLOGI запрос отправленный N_Port Последующие FC ID назначается в ответ на запросы FDISC (Discover F_Port Service Parameters) NPIV позволяет использование одного порта Fibre Channel несколькими приложениями Повышается уровень безопасности за счет разграничения доступа (Zone) Web сервер N_Port 1 N_Port F_Port Mail сервер N_Port 2 DB сервер N_Port 3 FLOGI NPIV FDISC© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 25
    • • Зонирование позволяет контролировать доступ к устройствам хранения данных• Контроль обеспечивается путем проверки полей FC ID в заголовке кадра• Только пользователи входящие в зону могут общаться друг с другом zone name BLD_SRV-01-STR-01 vsan 10 pwwn 20:12:00:0d:ec:9e:e5:40 FC Fabric pwwn 21:01:00:e0:8b:bb:91:97 FC Zone• Зоны входят в состав наборов зон (zoneset) FC zoneset name UCS vsan 10 member BLD_SRV-01-STR-01 member BLD_SRV-02-STR-01 Initiator Target© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 26
    • • BB_Credit (buffer-to-buffer credit) - механизм управления потоком передачи данных Служит для предотвращения потери кадров Значение BB_Credit определяется в момент инициализации порта Передача кадра разрешена только при наличии BB_Credit у порта После передачи кадра значение BB_Credit уменьшается на единицу После получения подтверждение передачи отправленного кадра (R_RDY) значение BB_Credit увеличивается на единицу кадр кадр кадр R_RDY R_RDY R_RDY© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 27
    • © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 28
    • FC FC SAN Extension FICON VSAN FC Security Zoning iSCSI FICON QoS FCIP FCoE Сеть хранения данных (SAN)© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 29
    • • T11 - FCoE определен в стандарте FC-BB-5• IEEE – разработка стандартов направленных на предотвращение потерь (lossless Ethernet) в сетях Data Center Bridging (DCB) T11 IEEE FCoE DCB FC on FC on Other other Network network PFC ETS DCBX Media media Lossless Priority Configuration Ethernet Grouping Verification FC-BB-5 802.1Qbb 802.1Qaz 802.1Qaz© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 30
    • • PFC расширяет функционал IEEE 802.3x PAUSE Class of Service (CoS) позволяет определить до 8 приоритетов трафика PFC позволяет управлять потоком в зависимости от приоритета Transmit Queues Ethernet Link Receive Buffers One One Two Two Three STOP PAUSE Three Four Four Five Five Six Six Seven Seven Eight Eight© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 31
    • • PFC расширяет функционал IEEE 802.3x PAUSE Различия между кадрами IEEE 802.3x PAUSE и PFC© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 32
    • Позволяет создавать классы для трафика с различным приоритетом Обеспечивает гарантированную полосу при передаче трафика Классам разрешается использование доступной пропускной способности канала других классов Offered Traffic 10 GE Link Realized Traffic Utilization Guaranteed Bandwidth 3G/s HPC Traffic 2G/s 3G/s 3G/s 2G/s 3G/s 30% 3G/s Storage Traffic 3G/s3G/s 3G/s 3G/s 3G/s 30%3G/s 4G/s 6G/s 3G/s LAN Traffic 5G/s 40% 4G/st1 t2 t3 t1 t2 t3© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 33
    • • Протокол DCBX используется для согласования конфигурационных параметров Использует Link-Layer Discovery протокол (LLDP) Возможно согласование следующих параметров: - FCoE CoS (значение 802.1p используемое для кадров FCoE) - QoS (per-priority-pause, scheduling, MTU) - состояние логического соединения Протокол точка-точка© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 34
    • • С точки зрения Fibre Channel: Передача FC использует новый тип среды - Ethernet• С точки зрения Ethernet: Новый протокол верхнего уровня ULP (Upper Layer Protocol)FC-4 Отображения протоколов Отображения протоколов FC-4FC-3 Общих служб Общих служб FC-3FC-2 Кадрирование и сигнализация Кадрирование и сигнализация FC-2FC-1 Кодирования FCoE Logical End PointFC-0 Физический Доступ к среде (MAC) Физический уровень (PHY)© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 35
    • FCoE использует два различных протокола• Fibre Channel over Ethernet Протокол передачи данных (data plane protocol) Используется для передачи кадров Fibre Channel и трафика SCSI Ether Type 0x8906 в заголовке Ethernet кадра• FCoE Initialization Protocol (FIP) Протокол управления (control plane protocol) Используется для обнаружения узлов FC в сети Установления (login) и разрыва (logout) соединений Ether Type 0x8914 в заголовке Ethernet кадра© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 36
    • Header Ethernet Header FC Payload 2112 байт Header CRC FCoE EOF FC FCS Максимальный размер кадра 2180 байт Определен в стандарте FC-BB-5 FCoE требуется поддержка передачи кадров большого размера (“baby jumbo”- 2500 байт)© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 37
    • • Типы портов VN_Port - виртуальный N_Port SAN 1 VF_Port - виртуальный F_Port SAN 2 VE_Port - виртуальный E_Port F_Port N_Port FCF VE_Port E_Port VE_Port E_Port FCF FCF VF_Port VN_Port FC Enode Enode FCoE© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 38
    • • FCoE Link End-Point (FCoE_LEP) Отвечает за инкапсуляцию и декапсуляцию кадров Fibre Channel Производит прием и передачу инкапсулированных кадров через виртуальный канал• FCoE Controller Элемент в котором реализованы функции протокола FCoE Initialization Protocol (FIP)• FIP Snooping Bridge Коммутатор способный просматривать содержимое FIP пакетов в момент обнаружения узлов и установления соединения© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 39
    • • Функциональная модель узла (Enode)© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 40
    • • Функциональная модель FCoE Forwarder (FCF)© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 41
    • • Представляет собой логический коммутатор FC внутри коммутатора FCoE Требует идентификатор домена (Domain_ID) FLOGI происходит в FCF Содержит FCF-MAC адрес• Выполняет инкапсуляция и декапсуляцию кадров FCoE• Коммутатор работающий в режиме NPV не может выполнять функцию FCF в виду отсутствия идентификатор домена (Domain_ID)© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 42
    • FC port FC Коммутатор FC port FCG FC port FC Lossless Ethernet Bridge port Eth Eth Eth Eth Eth Eth Eth Eth port port port port port port port port FCG (Fibre Channel Gateway)© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 43
    • • FCoE виртуальное соединение (Virtual Link)© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 44
    • • FIP протокол используется для обнаружение FCoE VLAN (FIP VLAN discovery) поиска FCoE FCF (FIP FCF discovery) создание виртуального канала FCoE (FCoE Virtual Link instantiation) поддержание работоспособности виртуального канала (FCoE Virtual Link maintenance)• FIP протокол работает на уровне VLAN-ов.• Рекомендуется использовать VLAN по умолчанию во время процесса FIP VLAN Discovery.© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 45
    • Enode FCoE forwarder (FCF) VLAN Discovery FCF Discovery FIP FLOGI/FDISC FC commands FCoE© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 46
    • • CNA может обнаружить несколько FCF одновременно• FCF с меньшим приоритетом предпочтителен• Значение приоритета по умолчанию 128 FCF# show fcoe Global FCF details FCF-MAC is 00:0d:ec:a3:9d:80 FC-MAP is 0e:fc:00 FCF Priority is 128 FKA Advertisement period for FCF is 8 seconds• Если значение приоритета совпадает - CNA выбирает FCF случайным образом© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 47
    • • При доставке кадров FCoE MAC изменяется с каждым переходом (hop-by-hop) FC ID остается неизменным (end-to-end) MAC A MAC B MAC C FC Domain 7 FC Domain 3 FC Domain 1 FCID 1.1.1 FCID 7.1.1 Ethernet Fabric Ethernet Fabric FC Fabric FC FabricFC Storage Dst. = MAC B Dst. = MAC C D_ID = FC ID 1.1.1 D_ID = FC ID 1.1.1 Src. = MAC A Src. = MAC B S_ID = FC ID 7.1.1 S_ID = FC ID 7.1.1 D_ID = FC ID 1.1.1 D_ID = FC ID 1.1.1 S_ID = FC ID 7.1.1 S_ID = FC ID 7.1.1 FC кадр FC кадр FCoE кадр FCoE кадр © 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 48
    • • Портам VE_Port и VF_Port MAC адреса назначаются из пула адресов коммутатора• MAC адреса портам VN_Port могут быть назначены сервером или коммутатором: SPMA - Server Provided MAC Address FPMA - Fabric Provided MAC Address• В настоящее время Cisco использует только FPMA механизм назначения MAC адресов портам VN_Port• FIP протокол используется для определения MAC адреса портов VN_Port© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 49
    • • MAC адрес выделяется для каждого FC ID• MAC адреса состоит из двух частей - FC-MAP и FC ID FC-MAP - старшие 24 бита MAC адреса FC ID - младшие 24 бита MAC адреса• Доставка кадров FCoE осуществляется по нескольким маршрутам на основании Domain_ID в FC ID FC-MAP FC-ID 0E-FC-00 02.00.04 FC-MAP FC-ID FC-MAC адрес (0E-FC-xx) 02.00.04© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 50
    • • Priority Flow Control (PFC)http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/switches/ps9441/ps9670/white_paper_c11-542809.pdf• Enhanced Transmission Selection (ETS)http://www.ieee802.org/1/pages/802.1az.html• Data Center Bridging Exchange (DCBX)http://www.ieee802.org/1/files/public/docs2008/az-wadekar-dcbcxp-overview-rev0.2.pdf• Data Center Bridging (DCB)http://www.cisco.com/en/US/solutions/collateral/ns340/ns517/ns224/ns783/at_a_glance_c45-460907.pdf© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 51
    • Thank you.